Представлены разработка и экспериментальное обоснование технологии получения наномодифицированного цемента на основе клинкера, гипса, микрокремнезема, поликарбоксилатного суперпластификатора и барханного песка. Исследованы оптимальный состав и технологические параметры, обеспечивающие повышенные прочностные и эксплуатационные свойства вяжущего. Были приготовлены серии составов с варьируемым содержанием клинкера и песка при фиксированном количестве гипса (5 %) и модификатора (10 %). Совместный помол в шаровой мельнице в течение 110 мин обеспечил формирование материала с удельной поверхностью 5500…5700 см2/г и средним диаметром частиц 3,5…3,7 мкм. Испытания на прочность показали, что оптимальное содержание клинкера составляет 70…80 %, при этом замещение до 20 % клинкера барханным песком не снижает прочности. В данных условиях 28-суточная прочность образцов достигала 110…115 МПа, что на 25…30 % выше контрольных значений. Установлено, что оптимальное водоцементное отношение (В/Ц = 0,18…0,20) обеспечивает формирование плотной структуры и максимальные прочностные характеристики. Полученные результаты подтверждают перспективность применения наномодифицированного цемента для снижения расхода клинкера, повышения эксплуатационных свойств и экологической устойчивости цементного производства.
Хурсанд Мамбетсалийевич Сабуров – PhD, доцент кафедры строительства и охраны окружающей среды, Ташкентский архитектурно-строительный университет, Ташкент, Республика Узбекистан
Хусниддин Х Акрамов – DSc, профессор кафедры строительства и охраны окружающей среды, Ташкентский архитектурно-строительный университет, Ташкент, Республика Узбекистан
Алишер Уснатдинович Ауесбаев – докторант, Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Ташкент, Республика Узбекистан; доцент, Каракалпакский государственный университет им. Бердаха, Нукус, Республика Каракалпакстан, Республика Узбекистан
Саййора Руфатовна Ахунджанова – старший преподаватель кафедры строительства и охраны окружающей среды, Ташкентский архитектурно-строительный университет, Ташкент, Республика Узбекистан
Эльор Октамович Хурсандов – ассистент кафедры строительства зданий и сооружений, Термезский государственный инженерно-агротехнологический университет, Термез, Республика Узбекистан
1. Zhang J., Liu G., Chen B., et al. Analysis of CO2 emission for the cement manufacturing with alternative raw materials: A LCA-based framework // Energy Procedia. 2014. V. 61. P. 2541 – 2545. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.12.041
2. Shen W., Cao L., Li Q., et al. Quantifying CO2 emissions from China’s cement industry // Renew. Sustain. Energy Rev. 2015. V. 50. P. 1004 – 1012. DOI: 10.1016/j.rser.2015.05.031
3. Durastanti C., Moretti L. Environmental impacts of cement production: A statistical analysis // Appl. Sci. 2020. V. 10. P. 8212. DOI: 10.3390/app10228212
4. Del Serrone G., Moretti L. A stepwise regression to identify relevant variables affecting the environmental impacts of clinker production // J. Clean. Prod. 2023. V. 398. P. 136564. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.136564
5. Andrew R. M. Global CO2 emissions from cement production, 1928 – 2018 // Earth Syst. Sci. Data. 2019. V. 11. P. 1675 – 1710. DOI: 10.5194/essd-11-1675-2019
6. de Medeiros M. H. F., Raisdorfer J. W., Hoppe Filho J., Medeiros-Junior R. A. Partial replacement and addition of fly ash in Portland cement: Influences on carbonation and alkaline reserve // J. Build. Rehabil. 2017. V. 2. P. 4. DOI: 10.1007/s41024-017-0023-z
7. Patil C., Manjunath M., Hosamane S., et al. Pozzolonic activity and strength activity index of Bagasse Ash and fly ash blended cement mortar // Mater. Today Proc. 2021. V. 42. P. 1456 – 1461. DOI: 10.1016/j.matpr.2021.01.251
8. Moussa H., Larbi K., Martin C., Pierre C. Evaluation and improvement of pozzolanic activity of andesite for its use in eco-efficient cement // Constr. Build. Mater. 2013. V. 47. P. 1268 – 1277. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.06.013
9. Tayeh B. A., Al Saffar D. M., Aadi A. S., Almeshal I. Sulphate resistance of cement mortar contains glass powder // J. King Saud Univ. Eng. Sci. 2019. V. 32. P. 495 – 500. DOI: 10.1016/j.jksues.2019.07.002
10. Al Saffar D. M. A. R. Experimental investigation of using ultra-fine glass powder in concrete // Int. J. Eng. Res. Appl. 2017. V. 7. P. 33 – 39.
11. Ramezanianpour A. A., Mortezaei M., Mirvalad S. Synergic effect of nano-silica and natural pozzolans on transport and mechanical properties of blended cement mortars // J. Build. Eng. 2021. V. 44. P. 102667. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102667
12. Cheah C. B., Liew J. J., Khaw K. L. P., et al. Properties of ternary blended cement containing ground granulated blast furnace slag and ground coal bottom ash // Constr. Build. Mater. 2022. V. 315. P. 125249. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125249
13. Yan P., Zhang Q. Microstructural characteristics of complex binder paste containing active or inert mineral admixtures // J. Chin. Ceram. Soc. 2006. V. 34. P. 1491 – 1496.
14. Lin R.-S., Wang X.-Y., Zhang G.-Y. Effects of quartz powder on the microstructure and key properties of cement paste // Sustainability. 2018. V. 10. P. 3369. DOI: 10.3390/su10103369
15. Ma H., Fan H., Yu H., Peng X. Effect of using grounded coral sand on hydration and strength development of portland cement paste: Experimental and GEMS modelling investigation // J. Build. Eng. 2023. V. 68. P. 106001. DOI: 10.1016/j.jobe.2023.106001
16. Saloni, Singh A., Jatin, Kumar J., Parveen. Influence of fly ash, cement and ground river sand on compressive strength and chloride penetration of mortar // Mater. Today Proc. 2020. V. 33. P. 1690 – 1694. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.07.269
17. Liu M., Liu E., Hao J. L., et al. Hydration and material properties of blended cement with ground desert sand // Constr. Build. Mater. 2023. V. 389. P. 131624. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.131624
18. Skibsted J., Snellings R. Reactivity of supplementary cementitious materials (SCMs) in cement blends // Cem. Concr. Res. 2019. V. 124. P. 105799. DOI: 10.1016/j.cemconres.2019.105799
19. Juenger M. C. G., Snellings R., Bernal S. A. Supplementary cementitious materials: New sources, characterization, and performance insights // Cem. Concr. Res. 2019. V. 122. P. 257 – 273. DOI: 10.1016/j.cemconres.2019.05.008
20. Lin R.-S., Liao Y., Han Y., et al. Low-CO2 optimization design of quaternary binder containing calcined clay, slag, and limestone // Materials. 2023. V. 16. P. 6385. DOI: 10.3390/ma16196385
21. Alhozaimy A., AL-Negheimish A., Alawad O. A., et al. Binary and ternary effects of ground dune sand and blast furnace slag on the compressive strength of mortar // Cem. Concr. Compos. 2012. V. 34. P. 734 – 738. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2012.03.002
22. Izquierdo M., Querol X., Davidovits J., et al. Coal fly ash-slag-based geopolymers: Microstructure and metal leaching // J. Hazard. Mater. 2009. V. 166. P. 561 – 566. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.11.063
23. Yazici H., Yigiter H., Karabulut A. S., Baradan B. Utilization of fly ash and ground granulated blast furnace slag as an alternative silica source in reactive powder concrete // Fuel. 2008. V. 87. P. 2401 – 2407. DOI: 10.1016/j.fuel.2008.03.005
24. Panesar D. K., Zhang R. Performance comparison of cement replacing materials in concrete: Limestone fillers and supplementary cementing materials – A review // Constr. Build. Mater. 2020. V. 251. P. 118866. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118866
25. Hafez H., Kurda R., Cheung W. M., Nagaratnam B. Comparative life cycle assessment between imported and recovered fly ash for blended cement concrete in the UK // J. Clean. Prod. 2019. V. 244. P. 118722. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.118722
26. Krauss H., Budelmann H. Hydration kinetics of cement paste with very fine inert mineral additives // Proceedings of the International RILEM Conference on Advances in Construction Materials through Science and Engineering. Hong Kong, China, 5 – 7 September 2011. P. 93 – 99.
27. Alhozaimy A., Alawad O. A., Jaafar M. S., et al. Use of fine ground dune sand as a supplementary cementing material // J. Civ. Eng. Manag. 2014. V. 20. P. 32 – 37. DOI: 10.3846/13923730.2013.768541
28. Guettala S., Mezghiche B. Compressive strength and hydration with age of cement pastes containing dune sand powder // Constr. Build. Mater. 2011. V. 25. P. 1263 – 1269. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.09.026
29. Zaitri R., Guettala S., Bederina M. Physico-mechanical properties of mortars based on the addition of dune sand powder and the recycled fines using the mixture design modelling approach // J. Adhes. Sci. Technol. 2018. V. 32. P. 1613 – 1628. DOI: 10.1080/01694243.2018.1434032
30. Dahmani S., Kriker A. Contribution to the physical-mechanical study of cement CRS basis of dune-sand powder and other minerals // Technol. Mater. Renew. Energy Environ. Sustain. 2016. P. 1758 DOI: 10.1063/1.4959438
31. Arroudj K., Dorbani S., Oudjit M. N., Tagnit-Hamou A. Use of algerian natural mineral deposit as supplementary cementitious materials // Int. J. Eng. Res. Afr. 2018. V. 34. P. 48 – 58. DOI: 10.4028/www.scientific.net/JERA.34.48
32. Lin R. S., Wang X. Y., Han Y. Effects of cement types and addition of quartz and limestone on the normal and carbonation curing of cement paste // Constr. Build. Mater. 2021. V. 305. P. 124799. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124799
33. Tavares L. R. C., Junior J. F. T., Costa L. M., et al. Influence of quartz powder and silica fume on the performance of Portland cement // Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 21461. DOI: 10.1038/s41598-020-78567-w
34. Stark J., Moser B., Bellmann F. Advances in Construction Materials. Springer; Berlin/Heidelberg, Germany, 2007. Nucleation and growth of C–S–H phases on mineral admixtures. P. 531 – 538.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2026.05.pp.045-061
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
